Anda tidak memerlukan kuasa-kuasa besar untuk melihat apa yang bersembunyi di sekitar sudut; Apa yang anda perlukan adalah algoritma yang betul, perisian pengkomputeran asas dan kamera digital biasa, satu pasukan penyelidik menunjukkan dalam makalah yang diterbitkan hari ini di Alam .
Mencipta cara yang berkesan untuk mengesan objek di luar garis penglihatan manusia adalah matlamat yang sama untuk para saintis mempelajari sesuatu dari kereta memandu sendiri untuk peralatan ketenteraan. Dalam bentuk yang paling sederhana, ini boleh dilakukan menggunakan periscope, yang merupakan tiub dengan pelbagai cermin yang mengalihkan cahaya. Usaha-usaha sebelum ini membawa peranti bata-dan-mortar ini ke dalam era digital yang terlibat menggunakan peralatan yang sensitif dan berteknologi tinggi untuk mengukur masa yang diperlukan untuk cahaya memukul sensor, membolehkan penyelidik untuk menghampiri kedudukan relatif, saiz dan bentuk objek tersembunyi. Walaupun teknik-teknik ini mendapat pekerjaan, sukar untuk digunakan untuk penggunaan sehari-hari kerana kos dan kerumitannya, kata pengarang utama kajian baru Vivek Goyal, seorang jurutera elektrik di Boston University.
Kajian terdahulu telah menunjukkan bahawa kamera digital biasa boleh digunakan untuk mencipta imej 1-D objek luar pandangan. Goyal dan pasukannya memutuskan untuk memperluaskan teknik itu dan membuat imej 2-D.
Perwakilan persediaan makmal untuk eksperimen (Charles Saunders / Nature) Percubaan ini bekerja seperti ini: Pasukan menunjuk kamera digital di dinding putih. Kemudian, di sekitar penjuru duduk sejajar dengan kamera, mereka meletakkan skrin LCD untuk menghadap dinding putih yang sama. Skrin itu memaparkan imej 2-D yang mudah-dalam kes ini, cendawan Nintendo, emotikon kuning dengan topi merah ke tepi atau huruf BU (untuk Boston University) dalam huruf besar, tebal merah. Dinding putih berfungsi seperti cermin di periscope. Dengan menggunakan pendedahan yang panjang apabila mengambil gambar dengan kamera, pasukan itu menangkap cahaya kabur lembut yang menyala di dinding putih dari skrin.
Bagaimanapun, ada alasan bahawa dinding putih kelihatan putih, kata Goyal. Tidak seperti cermin-yang mencerminkan cahaya dalam arah tertentu-pencerobohan dinding mencerminkan cahaya dalam semua sudut yang berbeza, menjadikan imej dicipta semula warna-warna pixel yang tidak dapat difahami dengan mata kasar. Yang menghairankan, lebih mudah untuk mencipta imej tersembunyi apabila terdapat sesuatu yang menyekatnya, juga dikenali sebagai objek occluding.
Objek occlude-untuk kajian ini, sebuah panel seperti kerusi-membolehkan pasukan untuk mencipta imej menggunakan sains penumbri, suatu fenomena setiap hari yang dicipta apabila cahaya membuang bayang-bayang separa dalam bentuk halo di sekitar objek legap.
"Penumbri ada di mana-mana, " kata Goyal. "[Jika] anda duduk di suatu tempat dengan pencahayaan pendarfluor overhead, kerana pencahayaan anda bukan dari satu titik, objek tidak membuang bayang tajam. Jika anda memegang tangan anda ... anda melihat sekelompok bayang-bayang separa bukannya membayangi lengkap. "Pada dasarnya, bayang-bayang yang separa ini adalah penumbra.
Jadi, walaupun objek occlude menghalang sebahagian daripada gambar, bayang-bayang memberikan algoritma dengan lebih banyak data untuk digunakan. Dari sana, membalikkan jalan cahaya hanya memerlukan fizik mudah.
Ini mungkin tidak masuk akal dan rumit, tetapi jurutera elektrik Genevieve Gariepy, yang mempelajari pengimejan tanpa penglihatan semasa menamatkan PhDnya di Heriot-Watt di Edinburgh, menyifatkannya sebagai permainan berteknologi tinggi 20 soalan. Pada asasnya, objek occlude dalam percubaan ini berfungsi dengan cara yang sama persoalan yang baik akan dalam permainan.
"Masalah terbalik dalam [20 soalan adalah] meneka siapa yang saya fikirkan, " jelasnya. "Jika kita bermain permainan dan saya fikir ... katakan Donna Strickland, yang baru saja memenangi Hadiah Nobel dalam Fizik. Jika anda bertanya kepada saya 'Adakah dia seorang wanita? Adakah dia hidup? ' ia sangat rumit kerana [deskripsi tersebut boleh digunakan untuk] begitu ramai orang. Jika anda bertanya kepada saya 'Adakah dia memenangi Hadiah Nobel?' maka menjadi lebih mudah untuk meneka siapa yang saya fikirkan. "
Pengukuran awal kelihatan seperti gumpalan hitam kabur, jadi Goyal dan pasukannya jauh dari teknik mereka akan menghasilkan imej yang jelas. "Kami yakin bahawa ada sesuatu yang mungkin, [tetapi boleh jadi] benar-benar hebat dalam kualiti, " kata Goyal.
Jadi, ketika rekreasi pertama datang dengan terperinci, ia adalah "kejutan yang hebat, menyenangkan, " kata Goyal. Walaupun imej itu jauh dari sempurna, huruf boleh dibaca, warna jelas, dan juga wajah emotikon kuning dapat dikenalpasti. Pasukan ini dapat memperoleh tahap ketepatan yang sama apabila bekerja dengan video mudah.
Goyal paling teruja dengan sifat teknologi ini yang boleh diakses. "Teknik kami [menggunakan] perkakasan konvensional, " katanya. "Anda boleh bayangkan kami dapat menulis aplikasi untuk telefon bimbit yang melakukan pengimejan ini. Jenis kamera yang kami gunakan tidak berbeza dari kamera telefon mudah alih. "
Kedua-dua Goyal dan Gariepy bersetuju bahawa salah satu teknologi masa depan yang paling mungkin akan digunakan dalam kenderaan autonomi. Pada masa ini, kenderaan-kenderaan itu telah ditewaskan oleh manusia dengan dapat merasakan apa yang ada di sekelilingnya di semua pihak, tetapi pelbagai sensor tersebut tidak melebihi medan pandangan manusia biasa. Menggabungkan teknologi baru ini boleh membawa kereta ke peringkat seterusnya.
"Anda boleh bayangkan [kereta] dapat merasakan bahawa ada anak di sisi lain kereta yang diletakkan, atau dapat merasakan ketika anda mendekati persimpangan di canyon perkotaan yang ada lintas lalu lintas yang datang itu tidak ada di dalam garis penglihatan, "kata Goyal. "Ia satu penglihatan yang optimis, tetapi tidak masuk akal."
